مقدمة في SIMATIC PLC في أتمتة تربية الأحياء المائية
نظرة عامة على النظام والميزات الرئيسية
التهيئة والتحكم في التهوية
عند تشغيل نظام الاستزراع المائي، يتم تلقائيًا تفعيل المهوّي لبدء دوران الهواء في البركة. التهوية هي جانب حاسم في الاستزراع المائي، حيث تضمن تأكسج الماء، مما يعزز نمو الأسماك بشكل صحي ويمنع الركود.
دورة التغذية الآلية
للحفاظ على جدول تغذية منتظم للأسماك، يتم تنفيذ دورة تغذية حيث يفتح صمام كل 8 ثوانٍ لإطلاق العلف في الماء. يتم التحكم في هذه الدورة بواسطة مؤقت في وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC)، مما يضمن حصول الأسماك على الكمية المناسبة من الطعام بفواصل منتظمة. تساعد هذه الأتمتة في منع الإفراط أو التقصير في التغذية، مما يساهم في صحة مثالية للأسماك.
مراقبة جودة المياه والتحكم بها
مراقبة مستوى الحموضة (pH)
أحد أهم العوامل في نظام الاستزراع المائي هو جودة المياه. يقوم مستشعر الحموضة (pH) بمراقبة مستوى حموضة الماء باستمرار. عندما تقع قيمة الحموضة خارج النطاق المثالي (5-7)، يتم تفعيل إنذار. تضمن هذه المراقبة الفورية اتخاذ الإجراءات التصحيحية على الفور لتجنب التأثيرات السلبية على الأسماك أو الحياة المائية.
مراقبة درجة الحرارة
بنفس الطريقة، يتتبع مستشعر درجة الحرارة حرارة الماء. يمكن أن تكون درجات الحرارة القصوى ضارة للكائنات المائية، لذا تم برمجة النظام لإصدار إنذار عندما تتجاوز درجة الحرارة 35 درجة مئوية أو تنخفض عن 26 درجة مئوية. من خلال الحفاظ على التحكم في درجة الحرارة، يدعم النظام بيئة مستقرة ومريحة للحياة المائية.
التحكم وإدارة مستوى المياه
كشف انخفاض مستوى المياه
الحفاظ على مستوى المياه الصحيح في البركة ضروري لضمان عمل النظام بشكل صحيح. تراقب وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) مستوى المياه باستمرار باستخدام مستشعر المستوى. إذا انخفض مستوى المياه عن الحد الأدنى، تقوم وحدة التحكم بتنشيط صمام دخول المياه الذي يفتح للسماح بتدفق المياه. بعد 3 ثوانٍ، يتم تشغيل مضخة المياه لملء البركة إلى المستوى المناسب.
كشف ارتفاع مستوى المياه
وعلى العكس، عندما يتجاوز مستوى المياه الحد الأقصى، تفتح وحدة التحكم صمام التصريف لإزالة المياه الزائدة. بعد تأخير قصير، يتم تفعيل مضخة التصريف لخفض مستوى المياه إلى النطاق المطلوب، مما يمنع الفيضانات ويحافظ على توازن النظام.
برمجة وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) التفصيلية لأنظمة الاستزراع المائي
الشبكة 1: تفعيل النظام
عند الضغط على زر البدء (PB_START)، يتم تعيين بت الذاكرة SYSTEM_ON (M0.0) إلى HIGH. هذا يؤدي إلى تشغيل النظام بأكمله، ويظل بت الذاكرة في حالة HIGH حتى بعد تحرير زر البدء. عند الضغط على زر الإيقاف (PB_STOP)، يتم إعادة تعيين بت الذاكرة إلى LOW، مما يعطل النظام.
الشبكة 2: التحكم في التهوية
في هذا القسم، يتم تفعيل المهوّي (Q0.0) طالما أن بت الذاكرة SYSTEM_ON في حالة HIGH. هذا يضمن استمرار التهوية طالما أن النظام يعمل، مما يوفر تأكسجًا مستمرًا للحياة المائية.
الشبكة 3: التحكم في دورة التغذية
يتم بدء دورة التغذية بواسطة المؤقت 1 (TIMER1) في وحدة التحكم. بعد العد حتى 8 ثوانٍ، يفتح صمام علف الأسماك (Q0.1). بعد تأخير قصير، يقوم المؤقت 2 (TIMER2) بإعادة تعيين صمام التغذية، ويستعد النظام للدورة التالية.
الشبكة 4: تفعيل إنذار الحموضة (pH)
إذا كانت قيمة الحموضة (pH) (MW0) للماء خارج النطاق المقبول (5-7)، يتم تفعيل إنذار الحموضة (Q0.2). هذا يعمل كتنبيه، يحث مشغلي النظام على اتخاذ إجراءات لاستعادة حموضة الماء إلى مستويات آمنة.
الشبكة 5: تفعيل إنذار درجة الحرارة
بنفس الطريقة، يراقب النظام درجة حرارة الماء (MW2). إذا ارتفعت درجة الحرارة فوق 35 درجة مئوية أو انخفضت تحت 26 درجة مئوية، يتم تفعيل إنذار درجة الحرارة (Q0.3) لإخطار المشغل بالحالة القصوى.
الشبكة 6: استجابة انخفاض مستوى المياه
إذا انخفض مستوى المياه عن الحد الأدنى، تفتح وحدة التحكم صمام دخول المياه (Q0.4) وتبدأ المؤقت 3 (TIMER3) للتحكم في تدفق المياه. عند انتهاء المؤقت، يتم تشغيل مضخة المياه (Q0.5) لملء البركة.
الشبكة 7: استجابة ارتفاع مستوى المياه
لإدارة مستويات المياه الزائدة، تفتح وحدة التحكم صمام التصريف (Q0.6) وتبدأ المؤقت 4 (TIMER4) للتحكم في التصريف. بعد انتهاء المؤقت، يتم تفعيل مضخة التصريف (Q0.7) لإزالة المياه الزائدة من البركة.
فوائد أتمتة الاستزراع المائي باستخدام SIMATIC PLC
تحسين الكفاءة والدقة
باستخدام وحدات SIMATIC PLC لأتمتة الاستزراع المائي، يمكن تشغيل الأنظمة بدقة أعلى وتدخل بشري أقل. يؤدي ذلك إلى تحسين جودة المياه، وتحسين دورات التغذية، وإدارة أفضل للبيئات المائية بشكل عام. بالإضافة إلى ذلك، تساعد الأتمتة في منع الأخطاء والتأخيرات في الاستجابة لمشكلات مثل اختلالات الحموضة أو تقلبات درجة الحرارة، مما يضمن بيئة صحية أكثر للأسماك.
المراقبة والتحكم في الوقت الحقيقي
تضمن المراقبة الفورية لمتغيرات مثل حموضة الماء ودرجة الحرارة ومستوى المياه، إلى جانب أتمتة الوظائف الحيوية مثل التهوية والتغذية، بقاء النظام في الظروف المثالية. تتيح القدرة على الاستجابة الفورية للإنذارات وضبط العمليات تحكمًا لا مثيل له، مما يسمح للمشغلين باتخاذ قرارات مستنيرة بناءً على أحدث البيانات.
توفير التكاليف والاستدامة
تقلل الأتمتة من الحاجة إلى الرقابة اليدوية المستمرة، مما يقلل من تكاليف العمالة والأخطاء البشرية. علاوة على ذلك، يقلل الاستخدام الأمثل للموارد، مثل المهوّيات والمضخات الموفرة للطاقة، من تكاليف التشغيل. تعزز استدامة النظام من خلال ضمان استخدام الموارد فقط عند الضرورة، مما يساهم في الحفاظ على البيئة بشكل عام.
الخاتمة
يمثل دمج وحدات SIMATIC PLC في أنظمة الاستزراع المائي تقدمًا كبيرًا في تكنولوجيا الأتمتة. من خلال أتمتة التغذية والتهوية ومراقبة جودة المياه والتحكم في مستوى المياه، يضمن النظام تشغيلًا فعالًا ومستدامًا لبيئات الاستزراع المائي. تساعد المراقبة الفورية والاستجابات السريعة للإنذارات في الحفاظ على الظروف المثالية للحياة المائية، مما يؤدي إلى تحسين الإنتاجية والصحة.
إن دمج الأتمتة القائمة على وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة في عمليات الاستزراع المائي ليس مجرد ترقية تكنولوجية، بل هو قرار تجاري ذكي يمكن أن يؤدي إلى كفاءة أكبر، وتكاليف أقل، واستدامة محسنة.
